Obwohl die Technik bereits immer weiter voranschreitet, ist eine präzise Wettervorhersage immer noch schwierig. Viele Forscher setzen auf Klimasimulationsmodelle, doch auch diese müssen mit entsprechenden Daten gefüttert werden und oftmals haben bisherige Ansätze noch erhebliche Defizite. Gerade für die Landwirtschaft ist aber eine möglichst genaue Wettervorhersage von großer Bedeutung – insbesondere der Klimawandel sorgt hier inzwischen vielerorts für große Probleme.

Ein internationales Forscherteam unter deutscher Beteiligung will nun mit einem neuen Land-Atmosphäre Feedback Observatorium (LAFO) für ein besseres Verständnis von Wetter- und Klimaphänomenen sorgen und damit langfristig auch eine Beitrag zur Ernährungssicherung einer wachsenden Weltbevölkerung beitragen. So betont Klimaexperte und LAFO-Leiter Volker Wulfmeyer: „Es ist gesellschaftlich und wirtschaftlich höchst relevant, Dürren oder Starkniederschläge besser vorhersagen zu können und genauere Vorwarnungen zu ermöglichen.“

Modernste Klimaforschung auf neun Quadratkilometern

Hierfür entsteht seit Anfang des Jahres auf dem Heidfeldhof nahe der Universität Hohenheim auf rund neun Quadratkilometern von Agrarflächen, Wald und urbanen Flächen das neue LAFO. Organisatorisch ist die Einrichtung in das Forschungszentrum für Globale Ernährungssicherung und Ökosysteme an der Universität Hohenheim eingebettet. Die Deutschen arbeiten zudem sehr eng mit weiteren Partnern aus Deutschland – etwa dem Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) oder dem Erdbeobachtungs-Netzwerk TERENO der Helmholtz-Gemeinschaft sowie auf internationaler Ebene zusammen.

Die Wissenschaftler erhoffen sich wichtige Erkenntnisse und ein besseres Verständnis von Wind-, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsfeldern in den unteren Atmosphärenschichten. Außerdem untersuchen sie den turbulenten Transport von Feuchte und Wärme bis in eine Höhe von etwa zwei Kilometer. Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert die Einrichtung in den ersten vier Jahren mit 800.000 Euro in ihrem Programm zur Stärkung von Forschungsstrukturen an Universitäten.

LAFO wird aus drei Komponenten bestehen

Um die komplexen Vorgänge in der Wetter- und Klimaentwicklung möglichst komplett verfolgen zu können, setzt das LAFO von drei Ebenen gleichzeitig an: Für die Fernerkundung werden sogenannte Lidar-Systeme (Light Detection and Ranging) eingesetzt. Diese können turbulente Wind-, Temperatur- und Feuchtestrukturen in der Atmosphäre gleichzeitig vermessen. Als zweite Säule nutzen die Forscher am LAFO Sensoren, die die Energieflüsse an der Landoberfläche und den Zustand von Boden und Vegetation untersuchen. Mit diesen Messstationen wird der Austausch von Energie, Wasser und Spurengasen zwischen der Landoberfläche und der bodennahen Atmosphäre bestimmt werden. Hinzu kommt ein Bodenfeuchte-Messnetz, das unter anderem dazu dient, den Zusammenhang zwischen der Verdunstung und Bodenfeuchte zu untersuchen. Als dritte Ebene sollen Geräte zur Charakterisierung der Vegetation zum Einsatz kommen.

jmr